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BMA Drying-Cooling B es 00

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programa técnico
Instalaciones de secado y
de enfriado de azúcar
Las instalaciones de BMA se
utilizan para secar y/o enfriar
azúcar refinado, azúcar blanco,
así como azúcar VHP (very high
purity) y VLC (very low colour)
en fábricas de azúcar de remolacha
y de caña y en refinerías
de azúcar de todo
el mundo
Secadores tambor
Durante el secado de los cristales de azúcar
es decisivo transformar el licor que se
adhiere a la superficie en una forma cristalina. Este proceso de cristalización requiere
tiempo y gérmenes de cristalización.
En un tambor secador en contracorriente
se dan las condiciones ideales para un
secado efectivo de los cristales de azúcar
que vienen directamente de la centrífuga
con la humedad correspondiente. Mediante
el movimiento de los cristales en el tambor
de secado se producen interacciones mecánicas entre el licor ya seco y componentes
aún líquidos que crean los gérmenes de
cristalización necesarios.
El tambor, que rota en su eje longitudinal,
tiene una ligera inclinación desde la alimentación del producto hasta la descarga del
mismo, lo que garantiza el transporte del
producto. El aire necesario para el secado
se calienta en recalentadores de aire hasta
adquirir la temperatura necesaria y se pasa
por el secador por contracorriente. Para obtener las condiciones adecuadas de calor y de
transferencia de materia entre los cristales
de azúcar y el aire de secado, en el tambor
hay deflectores instalados. Éstos se encargan de que el producto vuelva muchas veces
a caer lentamente por el aire de secado.
Así, el secador tambor combina de forma
ideal el tratamiento mecánico de la superficie de cristal con una velocidad reducida
de secado.
Secador tambor, vista
por dentro (máquina
parada)
Para influenciar el efecto de secado en el
secador tambor existe la opción de introducir
aire calentado adicional mediante un tubo
central en el secador. Así, puede aumentarse la temperatura del aire y fomentar el
rendimiento de secado del primer tercio del
secador. Esto permite reducir la energía de
secado en la parte posterior del tambor, de
modo que el proceso de secado es más
suave y se puede dedicar mayor atención
a la calidad del producto. El aire frío que
entra al tambor se calienta al contacto con
el azúcar, de modo que puede utilizarse en
la zona de secado como aire de secado de
pleno valor. Así, esta forma de construcción
del secador consigue una relación excelente
entre la energía consumida y la evaporación
de agua.
Ventajas:
La rotación del tambor provoca interacciones mecánicas en la superficie de los
cristales de azúcar
El calor propio de los cristales de azúcar
se utiliza con eficacia para el secado
El gran volumen del tambor permite
obtener una buena regularidad del caudal
másico
La aglomeración o la humedad de azúcar
que aumente brevemente se toleran sin
problemas
Mediante la integración de un tubo central puede aumentarse la capacidad de
secado o el tambor puede trabajar como
secador/enfriador
Croquis
Tabla de dimensiones
de secadores tambor
Caudal*
(kg/h)
25.000
35.000
45.000
60.000
70.000
90.000
115.000
130.000
> 130.000
Cota nominal
ø D (mm)
l (mm)
2.000
7.000
2.200
8.000
2.400
8.000
2.600
9.000
2.800
9.000
3.200
10.000
3.600
11.000
4.000
13.000
Longitud total
L (mm)
9.000
10.200
10.200
11.500
11.500
12.500
14.500
17.000
Altura total
H (mm)
3.200
3.500
3.600
4.200
4.200
5.000
5.500
6.500
a petición
Altura de entrada
h1 (mm)
1.900
2.000
2.200
2.400
2.400
3.000
3.500
4.200
* Los caudales indicados son valores orientativos y dependen principalmente de las condiciones climáticas del lugar
de ubicación y de las exigencias de temperatura del producto final
1
Altura de salida
h2 (mm)
650
700
700
800
800
950
1.200
1.300
Enfriadores en lecho fluidizado
El enfriamiento del azúcar tras su secado es
necesario, ya que a altas temperaturas del
azúcar, el aire contenido en el volumen de
poros del producto se carga con una gran
cantidad de agua. Estas grandes cargas
forman la fuerza motriz de un proceso de
difusión que lleva la humedad a las zonas
marginales más frías del silo de almacenamiento donde es absorbida por el azúcar
lo que puede provocar aglomeraciones de
azúcar. Por este motivo, el proceso de enfriamiento es tan importante como el proceso
previo de secado para el almacenamiento
posterior y el mantenimiento de la calidad
del azúcar.
En el lecho fluidizado se dan unas excelentes condiciones para transportar calor y
materia de forma óptima.
Lo que caracteriza a un lecho fluidizado
es el movimiento de materiales sólidos
granulados y cristalinos por una corriente
de aire. La capa de partículas remolinantes
se comporta como un líquido, por lo que
también se habla de fluidización.
El enfriador en lecho fluidizado está
compuesto, esencialmente, por una carcasa
de acero inoxidable dividida en una zona
inferior y otra superior. La parte inferior está
compuesta por las cámaras de distribución
de aire que están separadas por un fondo
perforado de las zonas de enfriamiento
colocadas encima. El aire de las cámaras
de distribución pasa por el fondo perforado
entrando en las zonas de enfriamiento individuales, y crea el lecho fluidizado con el
azúcar. Por encima de este lecho, el aparato
se amplía transversalmente al sentido de
avance, creando así una cámara separadora
en la que se separan los cristales arrastrados
por el aire y en la que vuelven a caer al lecho
fluidizado. El aire de escape de las diferentes
Enfriador en lecho fluidizado
zonas se conduce por canales de aire hacia
la instalación desempolvadora o se envía al
secador de azúcar para ser utilizado como
aire de secado. Los cristales de azúcar se
transportan por el lecho fluidizado desde la
alimentación de producto hasta la salida del
mismo y se enfrían hasta obtener la temperatura de salida deseada.
Mediante tubos de enfriamiento agrupados, refrigeradas por agua, se inserta una
energía de enfriamiento adicional directamente en el lecho fluidizado. Mediante la
aplicación de los tubos de enfriamiento se
aumenta considerablemente el rendimiento
del enfriador en lecho fluidizado y así se
pueden reducir considerablemente las
cantidades de aire necesarias. Esto permite
reducir drásticamente el tamaño de los
aparatos. El azúcar sale del enfriador a una
temperatura definida que es apta para el
almacenamiento en silos posterior. La capacidad frigorífica necesaria la proporciona el
agua de enfriamiento. Ésto puede realizarse
a paso abierto o en un circuito cerrado.
Mediante la fluidización en la corriente de
aire se obtiene un secado posterior adicional
del azúcar. El secado posterior puede reforzarse aún más integrando zonas de secado,
de modo que el aparato también pueda funcionar como secador (posterior)/enfriador.
Así puede reducirse la exposición térmica
del azúcar en el tambor secador.
Ventajas:
Un enfriamiento más efectivo en el lecho
fluidizado
Enfriamiento posible hasta obtener una
temperatura constante de azúcar
Cantidades reducidas de aire
Tamaño compacto de las instalaciones
No hay piezas móviles
Secado posterior y enfriamiento en un
solo aparato
Posible aprovechamiento del aire de
salida en instalaciones de secado anteriores.
Separación de partículas de polvo del flujo
de azúcar
de la planta Nordstemmen
de la Nordzucker AG, Alemania
2
L
B
H
l
b
b1
Enfriadores en lecho
Tabla de dimen-
fluidizado con superficies de
siones de enfriadores
enfriamiento integradas
en lecho fluidizado
Caudal*
(kg/h)
20.000
30.000
40.000
50.000
50.000
70.000
85.000
100.000
120.000
135.000
135.000
155.000
180.000
200.000
> 200.000
Cota nominal
zona activa
b (mm)
l
1.000
1.000
1.000
1.000
1.600
1.600
1.600
1.600
1.600
1.600
2.500
2.500
2.500
2.500
(mm)
2.500
3.700
5.000
6.200
3.700
5.000
6.200
7.500
8.700
9.900
6.200
7.500
8.700
9.900
Anchura
total
B (mm)
1.600
1.600
1.600
1.600
2.500
2.500
2.500
2.500
2.500
2.500
3.300
3.300
3.300
3.300
Altura
total
H (mm)
3.900
3.900
3.900
3.900
3.900
3.900
3.900
3.900
3.900
3.900
3.900
3.900
3.900
3.900
a petición
Espacio
necesario
b1 (mm)
2.000
2.000
2.000
2.000
2.900
2.900
2.900
2.900
2.900
2.900
4.300
4.300
4.300
4.300
* Los caudales indicados son valores orientativos y dependen principalmente de las condiciones climáticas del lugar
de ubicación, del fluido de enfriamiento disponible y de las exigencias de temperatura del producto final
3
Longitud
total
L (mm)
4.150
5.350
6.650
7.850
5.800
7.100
8.300
9.600
10.800
12.000
8.800
10.100
11.300
12.500
Combinaciones de secador tambor y
enfriador en lecho fluidizado
Aire de
salida
Polvo
Azúcar,
entrada
Aire ambiental,
entrada
Aglomeraciones
Azúcar,
salida
Agua de
enfriamiento,
salida
Gracias a la combinación de secadores
tambor y de enfriadores en lecho fluidizado,
las ventajas de ambos sistemas se complementan y se obtiene un concepto energético
interesante que resulta muy adecuado tanto
para nuevas instalaciones como en calidad
de ampliación de capacidades de instalaciones existentes.
El uso de tubos de enfriamiento en el
enfriador en lecho fluidizado permite reducir
tanto la cantidad de aire para el enfriamiento
que todo el aire de salida del aparato de
lecho fluidizado puede conducirse al secador
tambor. Este aire de salida se ha calentado
en el enfriador en lecho fluidizado a temperaturas de efecto secante, y permite reducir
palpablemente la energía necesaria para
calentar el aire de secado en el tambor.
Se puede prescindir completamente de
un desempolvamiento del aire de salida del
enfriador en lecho fluidizado en su uso como
aire adicional del tambor secador. Así, se
reduce considerablemente la cantidad total
de aire de salida para la instalación de secado
y enfriamiento. Consecuentemente, se reducen los costes de desempolvamiento del aire
de salida, la dimensión de los ventiladores y,
especialmente, su consumo energético.
El ahorro energético obtenido convierte
la combinación secador tambor/enfriador
en lecho fluidizado en un sistema de gran
eficiencia energética.
Para aumentar la capacidad de secadores/enfriadores tambor ya existentes que
no enfrían lo suficiente, es posible reequiparlos con un enfriador en lecho fluidizado
con superficies de enfriamiento integradas.
Para ello, tan sólo se necesita el enfriador
en lecho fluidizado con su ventilador de aire
adicional correspondiente. Todo el aire de
salida se conduce hacia el secador tambor
ya existente aumentando allí la capacidad
de secado de la instalación existente, y se
evacúa por el conducto de aire de salida
existente.
Ventajas:
Reducción de la cantidad de aire para las
fases de proceso de secado y de enfriamiento
Aprovechamiento de aire de salida proveniente del enfriador para el secado sin
necesidad de instalaciones adicionales de
desempolvamiento
Agua de
enfriamiento, entrada
Ahorro de energía térmica
Baja exposición térmica del azúcar
durante el secado
Secado óptimo en el secador tambor
mediante interacciones térmicas/mecánicas en la superficie de cristales
El gran volumen del tambor permite
obtener una buena regularidad del caudal
para todos las partes de instalación pospuestas
La aglomeración o la humedad de azúcar
que aumente brevemente se toleran sin
problemas
Con la integración de un tubo central en
el tambor puede aumentarse, en caso
necesario, la capacidad de secado
Enfriamiento efectivo en el lecho fluidizado
Posibilidad de ajustar temperaturas constantes de salida de azúcar durante todo
el día con la concepción correspondiente
de la instalación
Tamaño compacto de las instalaciones
Separación de partículas de polvo del flujo
de azúcar
4
Enfriador en lecho
fluidizado, azucarera de
Sainte Emilie, Francia
5
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